4.7. Карты различающиеся по характеру среды.

Во многих случаях в особые группы выделяют картографирование экологических проблем, связанных с атмосферой, водами суши, морскими водами, почвами, геологической средой. Эти карты могут соответствовать самым разным типам в предыдущих классификациях. Особенно много карт составленных геологами, то есть карт, связанных с геологической средой (Трофимов и др, 2001; Лущик, 1998). Смысл разделения карт по этому признаку в большой мере связан с тем, что процессы, происходящие в этих средах, имеют очень разную природу (характер распространения загрязнений, их аккумуляции и т.д.). Карты такого типа в основном относятся к оценочным (рис. 4.19).

Рис.4.19. Классификация экологических карт

Картографирование экологических проблем, связанных с атмосферой

Составление этих карт должно опираться на закономерности атмосферных процессов, характер распространения загрязнений и их трансформации в воздухе. Экологическая ситуация в атмосфере большей частью связана с загрязнением. Загрязнения могут быстро поступать в атмосферу и так же быстро выводиться из нее. Но некоторые виды загрязнений (мельчайшие фракции) могут довольно долго находиться в воздушной среде, особенно в стратосфере. Следует также отметить высокую динамичность процессов в атмосфере, проявляющуюся в изменении скоростей переноса, типа переноса (ламинарные и турбулентные, в том числе вихревые, движения, сходимость и расходимость линий тока). Характер переносов воздуха в большой мере степени связан с формами рельефа, а также с типами подстилающей поверхности (альбедо, шероховатость) и грунтов (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность).

Следует отметить большие различия между метеорологическими характеристиками в конкретный момент времени и различными средними: за сутки, декаду, месяц, сезон, год, 30-40-летний период (климатическая норма), вековой период. Осреднение вызывает большую потерю информации. Особенно это касается информации о стратификации атмосферы, оказывающей большое влияние на характер распространения загрязняющих веществ. Поэтому картографирование ситуаций в атмосфере за короткие и длинные интервалы времени следует проводить разными путями.

Следующая составляющая экологического картографирования, связанная с атмосферным воздухом, источники загрязнения и объемы выбросов. Здесь важно показать к какому местоположению приурочены источники (предприятия и конкретно трубы, трассы автодорог, трубопроводы и др.), каковы объемы выбросов. Часто источники выбросов изображают пунсонами, размеры которых пропорциональны объемам выбросов. Для наглядности кружки делают крупными, но тем самым становится неясным к какому конкретно местоположению приурочен источник загрязнения. Поэтому размеры кружков следует делать поменьше. Кружки следует разбивать на сектора, площади которых могут соответствовать типам производства.

Таким образом, при картографировании экологических проблем атмосферы необходимо учитывать: 1.потенциал загрязнения атмосферы; 2.размещение источников загрязнения (в том числе и за пределами рассматриваемой территории), объемы выбросов и их временную динамику; 3.формы, интенсивность и другие свойства переносов воздуха; 4.погодные условия в период формирования экологической ситуации (характер стратификации атмосферы, температурно-влажностные условия, скорость ветра, формы и характер атмосферных осадков, интенсивность солнечной радиации).

Карта загрязнения атмосферного воздуха Украины (Ин-ут географии НАН). Карта загрязнения атмосферного воздуха Украины (1:2000000) составлена В.А.Барановским.

Эта карта является оценочной, если связать классификацию по типам среды с классификацией, отражающей последовательность составления. Характерна приуроченность наиболее загрязненных территорий к крупным городам, что отражает большую роль в загрязнении автомобильного транспорта и промышленных предприятий.

В пояснении к карте отсутствуют данные о времени, за которое были обобщены материалы наблюдений. Скорее всего, данные относятся к концу 80-х – началу 90-х годов ХХ столетия. В последующие годы структура хозяйства Украины претерпела существенные изменения: спад промышленного производства привел к уменьшению выбросов, но вырос частный автомобильный парк. За 90-е годы постепенно ухудшались удельные показатели: возросла энерго- и ресурсоемкость производства, которая и без того была высокой. Выбросы загрязняющих веществ в пересчете на единицу выпускаемой продукции возросли за счет ухудшения технологической дисциплины, что связано с комплексом причин, в том числе и с ухудшением работы контролирующих органов, росте коррупции. Поэтому использовать данную карту для принятия решений в современных условий не следует.

Иногда карту концентрации загрязняющих веществ в воздухе заменяют картой выбросов загрязняющих веществ. Но это принципиально разные карты. Карта выбросов может быть отнесена к карте антропогенных предпосылок экологических ситуаций, поскольку показывает лишь количество загрязнителей, вошедших в систему. Соответственно этому величины выбросов выражаются в т/год (или в т/сутки, или в кг/час) и т.д. Сколько в ней останется загрязняющих веществ зависит от скорости ветра, стратификации атмосферы и других метеорологических характеристик.

Комплексная (сложная) карта загрязнения воздушного бассейна (масштаб 1:1500000) дается в Экологическом атласе Днепропетровской области (1995) (рис.в СД-диск). Основное содержание карты связано с показом выбросов загрязняющих веществ, то есть эта карта в большей степени соответствует картам антропогенных предпосылок экологических ситуаций. Однако на карте также приводится оценка уровня загрязнения жилых районов городов. Основное содержание карты: выбросы в воздушный бассейн: общее количество по административным районам и отдельно в больших промышленных центрах (с детализацией по составу выбросов) – используются рассредоточенные диаграммы, удельный вес основных отраслей промышленности в общем объеме выбросов городов, % - используются сектора кружков, объем выбросов по административным районам без учета городов (кг/на жителя) – используется цветной фон, объем выбросов по районам без учета городов (т/км) – используется штриховка. Кроме того, показывается удельный вес населения городов, которое проживает в зонах с разным уровнем загрязнения, %: допустимый, слабый, умеренный, сильный, очень сильный – используются сектора кружков. Карта производит впечатление перегруженной за счет большого числа внемасштабных знаков.

Для показа загрязнения использовались единицы административного деления, то есть авторам карты не потребовалось решение задачи проведения изолиний или ареалов.

В Экологическом атласе Харьковской области (2001) приведена карта загрязненности приземного слоя атмосферы (рис ), для составления которой был использован лихинометрический метод. В объяснении к карте говорится о том, что на территории области санитарно-эпидемиологическая служба проводит лабораторный контроль лишь в 12 районах области, а аналитическая служба Министерства экологии

Рис. Загрязнение приземного слоя атмосферы в Харьковской области

загрязненность атмосферного воздуха в области не контролирует. Поэтому использован лихинометрический метод, при котором индикаторами качества воздуха выступают лишайники. Этот метод позволяет качественно оценить уровень загрязнения приземного слоя воздуха тяжелыми металлами. Использована балльная оценка загрязнения: от 1 балла – низкий до 4 баллов – высокий. Наличие индикатора – лишайников на всей территории позволило произвести оценку независимо от административно-территориального деления. Зоны высокого загрязнения приурочены к городам и их пригородам, к территории, прилегающей к Змиевской ТЭС.

В Экологическом атласе России (2001) имеется карта загрязнение атмосферы в городах (рис. СD-Приложение). Основным показателем выступает индекс загрязнения воздуха (ИЗА). Он рассчитывается по пяти наибольшим среднегодовым значениям концентрации веществ, составляющим основной вклад в суммарное загрязнение воздуха. Второй используемый показатель – максимальная среднегодовая концентрация загрязняющего вещества, превышающая 10 ПДК. Основу загрязнения в городах создают: взвешенные вещества: диоксид азота, бензапирен, формальдегид, фенол, сероуглерод, фторид водорода. Такая оценочная карта имеет право на существование, но при ее использовании необходимо помнить о малом числе учтенных показателей, а также о неучете разного класса опасности данных веществ.

Квадраты соответствуют крупнейшим загрязнителям (примерно 50). Постоянно высокий: Коричневый цвет: ИЗА более 14 и максимальная среднегодовая концентрация загрязняющих веществ более 10 ПДК. Новороссийск, Ростов-на-Дону, Саратов, Магнитогорск, Омск, Кемерово, Новокузнецк, Бийск, Красноярск, Улан-Уде, Чита, Южно-Сахалинск, Архангельск, Магадан. Красный цвет квадратов – ИЗА более 10.

Розовый цвет - максимальная среднегодовая концентрация загрязняющих веществ более 10 ПДК. Высокое в отдельные годы: Желтый цвет - ИЗА более 14 и/или максимальная среднегодовая концентрация загрязняющих веществ более 10 ПДК.

Картографирование экологических проблем, связанных с поверхностными и подземными водами

Карта загрязнения поверхностных вод Украины (Ин-ут географии НАН). Эта карта также является оценочной. При ее составлении использован метод распространения информации, относящейся к линейным ОТЕ, на площадь, на территорию.

В Экологическом атласе Днепропетровской области (1995) приводится карта мутности рек и сток взвешенных наносов (масштаб 1:3000000). (рис. СД-Приложение). Для показа мутности рек (г/м ) использован метод изолиний и цветной фон. Кроме того, методом встроенных диаграмм для двух пунктов показываются количество дней в течение года с мутностью речных вод более 50 г/м , наибольшая мутность речных вод, которая наблюдалась, сток взвешенных наносов по сезонам года в %.

В этом же атласе приводится карта загрязнения поверхностных вод (масштаб 1:1500000). (рис.CD-Приложение). Для основного показателя – уровня загрязнения водоемов по административным районам (низкий-средний-высокий) – используется цветной фон. К отдельным точкам (очевидно гидропостам) привязаны столбчатые диаграммы с 14 клетками разного цвета. Цвет соответствует индексу загрязнения поверхностных вод (К = , где С – концентрация загрязнителей, мг/м ). Каждая клетка соответствует определенному загрязнителю: 7 тяжелых металлов, азоту нитритному, азоту аммонийному, фенолу и др.

Рис. (верх). Источники загрязнения поверхностных вод.

Рис. (низ). Загрязнение поверхностных вод.

Вдоль рек проведены пунктирные линии (красные, зеленые и коричневые), соответствующие суммарному загрязнению поверхностных вод по группам загрязняющих веществ: тяжелых металлов, органических веществ и биологическими соединениями).

Карта не очень удобна для чтения из-за перегрузки на ряде участков.

Карта качества поверхностных вод, помещенная в Экологическом атласе России (рис.CD-Приложение), показывает сбросы по водохозяйственным участкам и по городам, а также степень загрязнения рек. Таким образом, здесь показаны как предпосылки экологического состояния рек, так и собственно состояние рек. Цветной фон – среднегодовой сброс ЗВ сл сточными водами по водохозяйственным участкам (усл. т/км ): максимальный – красный цвет, более 500 (Средний Урал, район Москвы), далее розовый цвет, 100-500 (вдоль Волги и ее притоков, Средний и Южный Урал и некоторые другие). Всего 8 градаций. По городам для 1990 года дан годовой объем сброса вод (млн. м ) – пунсоны разных размеров. Третий показатель – классы рек и водоемов по качеству воды. Чрезвычайно грязные (красный цвет русел рек или водоемов) – некоторые малые реки с ЗВ 30-50 ПДК и даже 100. Грязные (коричневый цвет) – Обь, Иртыш, Тобол и др. ПДК – 10-25. Значительно загрязненные – желтый цвет (часть Волги, Енисея. ПДК – 7-10 ПДК.

Умеренно загрязненные- зеленый, 2-6 ПДК. Относительно чистые – синий, не превышает ПДК.

Карта индекса загрязнения вод (ИЗВ) – рассчитывается по шести основных для данной реки загрязняющих веществ. Оценка дается на основе сопоставления каждого загрязнения с ПДК ?

Карта загрязнения почв Украины (Ин-ут географии НАН) (рис.CD-Приложение). Для ее составления использовались данные, полученные при исследовании сельскохозяйственных полей. В городских условиях загрязнение грунтов в среднем выше, но на карте данного масштаба (1:1000000 ?) территориальные вариации загрязнения в городских условиях показать невозможно.

В Экологическом атласе России (2002) приведены карты деградации почв (1:20000000) (рис.CD-Приложение). На первой карте показано изменение запасов гумуса в почвах. По вертикали левый столбец – исходные запасы гумуса (5 градаций: от менее 50 т/га до более 200 т/га). Использован цветной фон. Справа колонки: увеличение запасов (небольшие участки большей частью по долинам рек), стабильное состояние и уменьшение запасов (с детализацией на 4 колонки) в %. На второй карте показано агрогенное уплотнение почв. Определено через плотность почвы в слоях 0-30 см и 30-50 см в г/см . Выделено 9 вариантов с детализацией по гумидным, субгумидным и субаридным и аридным почвам. Разграничивается нормальное состояние (уплотнение отсутствует), уплотнение обратимое, частично обратимое, повышенное, переуплотнение.

Загрязнение почв тяжелыми металлами (Экологический атлас России, 2002) (рис.CD-Приложение).Дается оценка загрязнения. Пахотные земли: от высокого до низкого. Цветной фон. Наиболее загрязнены юго-западные районы. Почвы городов – по суммарному показателю Zc (квадраты). Урал, район Москвы, Кольский п-ов, .г Сибири, Приморский край. Оконтурены также природные аномалии содержания тяжелых металлов.

На карте обеднения растительного покрова (1:20000000) (Экологический атлас России, 2001) (рис.CD-Приложение). Цвет использован для растительных подзон, а уровни обеднения (всего 5) показаны штриховкой. Очень сильное обеднение: на 80% площадей коренная растительность уничтожена, на 20% сохраняются отдельные виды и структура естественных сообществ. Далее выделены градации: сильно изменение, значительное, умеренное и незначительное. В последней градации (незначительное) растительный мир близок к современному естественному состоянию. Это некоторые районы Сибири и севера ЕТС. Юг ЕТС – сильное и очень сильное.

Аналогичным образом в этом атласе дана карта обеднения животного мира.

4.8. Карты, различающиеся по виду деятельности и субъектам: антропоэкологические, социоэкологические (оценка жизни населения), фитоэкологические, агроэкологические, агроклиматические, техноэкологические, медико-экологические, инженерно-экологические, эколого-геологические (экзогенных процессов, защищенности подземных вод, эколого-геохимические и др.). Эта классификация параллельна предыдущей, то есть любая карта из данного набора одновременно должна быть и оценочной, прогнозной или какой-либо другой. Чаще всего эти карты являются оценочными – в каждой из них представлены субъекты и объекты.

На антропоэкологических картах субъектом (хозяином) выступает человек (в его единичном качестве, а не как образ человечества), а средой (объектом) качество воздуха, воды, окружающая среда в целом и т.д. Примером социоэкологической карты может служить карта условий жизни населения Украины (Ин-ут географии НАН Украины). Для получения интегрального результата были использованы четыре группы показателей: загрязнение природной среды, плотность населения, здоровье населения (рис.CD-Приложение). В свою очередь, каждая из этих групп включает более простые показатели. Например, уровень загрязнения был рассчитан на основе загрязнения воздуха, почвенного покрова, поверхностных вод и радиационного загрязнения.

Выделено 6 градаций условий жизни: удовлетворительное,

В пояснениях к карте не раскрывается методика интеграции частных оценок, а также проведения границ. Контуры ареалов условий мало соответствуют естественным границам, например рельефу. Особенно это хорошо видно на примере Крыма. Можно предположить, что у авторов карты были определенные точки, по которым у них имелись данные. Заполнение пространства между точками осуществлялась на основе интерполяции, причем широко использовался формальный подход.